JP7768673B2 - Inspection device and inspection method - Google Patents
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Description
本明細書及び図面に開示の実施形態は、検査装置及び検査方法に関する。 The embodiments disclosed in this specification and drawings relate to an inspection device and an inspection method.
IVD(In Vitro Diagnostics)は、血液や尿、痰といった被検試料から被検者の状態を示す指標を得る検査である。IVDでは、例えば蛍光を検出することで、被検試料に含まれる標的物質を検出する。具体的には、特定の標的物質に対して特異的に結合する検出用物質と蛍光色素とを組み合わせて使用し、当該蛍光色素による蛍光の検出結果に応じて、当該検出用物質と特異的に結合する標的物質が被検試料に含まれるか否かを判定することができる。 IVD (In Vitro Diagnostics) is a test that obtains indicators of a subject's condition from test samples such as blood, urine, or sputum. IVD detects target substances contained in the test sample, for example by detecting fluorescence. Specifically, a detection substance that specifically binds to a specific target substance is used in combination with a fluorescent dye, and based on the detection results of the fluorescence from the fluorescent dye, it can be determined whether the test sample contains a target substance that specifically binds to the detection substance.
ここで、複数種類の標的物質を同時検出し、検査時間を短縮する技術が知られている。例えば、標的物質それぞれに対して蛍光の波長帯を割り当て、各波長帯の蛍光を検出することで、複数種類の標的物質を同時検出することが可能である。但し、標的物質の数に応じて標的物質それぞれに割り当てられる波長帯が狭くなり、波長帯ごとの蛍光の検出精度が低下する場合がある。 Technology is known for simultaneously detecting multiple types of target substances and shortening testing time. For example, by assigning a fluorescent wavelength band to each target substance and detecting the fluorescence in each wavelength band, it is possible to simultaneously detect multiple types of target substances. However, depending on the number of target substances, the wavelength bands assigned to each target substance may become narrower, which may reduce the accuracy of detecting the fluorescence in each wavelength band.
本明細書及び図面に開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、複数種類の標的物質を精度良く同時検出することである。ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決しようとする課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置づけることもできる。 One of the problems that the embodiments disclosed in this specification and drawings attempt to solve is the accurate simultaneous detection of multiple types of target substances. However, the problems that the embodiments disclosed in this specification and drawings attempt to solve are not limited to the above problem. Problems corresponding to the effects of each configuration shown in the embodiments described below can also be positioned as other problems.
実施形態の検査装置は、検出部と、特定部とを備える。検出部は、特定の標的物質に対して特異的に結合する検出用物質と蛍光色素との組み合わせを複数種類含んだ試薬を試料と混合させた混合試料から放射される蛍光を波長帯ごとに検出する。特定部は、前記蛍光が検出された複数の波長帯の組み合わせに基づいて、前記試料に含まれる前記標的物質を特定する。 The testing device of this embodiment includes a detection unit and an identification unit. The detection unit detects, for each wavelength band, fluorescence emitted from a mixed sample prepared by mixing a sample with a reagent containing multiple combinations of fluorescent dyes and detection substances that specifically bind to specific target substances. The identification unit identifies the target substance contained in the sample based on the combination of multiple wavelength bands in which the fluorescence is detected.
以下、添付図面を参照しながら、検査装置及び検査方法の実施形態について詳細に説明する。 Embodiments of the inspection device and inspection method will be described in detail below with reference to the attached drawings.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る検査装置1の構成例を示す図である。例えば、検査装置1は、コンソール装置10と、分注制御装置20と、検出装置30と、プローブ40と、反応容器50とを含む。また、コンソール装置10は、メモリ11と、入力インタフェース12と、ディスプレイ13と、処理回路14とを含む。
(First embodiment)
1 is a diagram showing an example of the configuration of an inspection apparatus 1 according to the first embodiment. For example, the inspection apparatus 1 includes a console device 10, a dispensing control device 20, a detection device 30, a probe 40, and a reaction vessel 50. The console device 10 also includes a memory 11, an input interface 12, a display 13, and a processing circuit 14.
メモリ11は、例えば、RAM(Random Access Memory)、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等により実現される。例えば、メモリ11は、検査装置1に含まれる回路がその機能を実現するためのプログラムを記憶する。また、メモリ11は、後述する処理回路14による検査結果を記憶する。メモリ11は、記憶部の一例である。 Memory 11 is realized, for example, by a semiconductor memory element such as RAM (Random Access Memory), flash memory, a hard disk, an optical disk, etc. For example, memory 11 stores programs that enable circuits included in inspection device 1 to realize their functions. Memory 11 also stores inspection results obtained by processing circuit 14, which will be described later. Memory 11 is an example of a storage unit.
入力インタフェース12は、ユーザからの各種の入力操作を受け付け、受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路14に出力する。例えば、入力インタフェース12は、マウスやキーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチスクリーン、光学センサを用いた非接触入力回路、音声入力回路等により実現される。入力インタフェース12は、コンソール装置10と無線通信可能なタブレット端末等で構成されることにしても構わない。また、入力インタフェース12は、モーションキャプチャによりユーザからの入力操作を受け付ける回路であっても構わない。一例を挙げると、入力インタフェース12は、トラッカーを介して取得した信号やユーザについて収集された画像を処理することにより、ユーザの体動や視線等を入力操作として受け付けることができる。また、入力インタフェース12は、マウスやキーボード等の物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、コンソール装置10とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を処理回路14へ出力する電気信号の処理回路も、入力インタフェース12の例に含まれる。 The input interface 12 accepts various input operations from the user, converts the accepted input operations into electrical signals, and outputs them to the processing circuit 14. For example, the input interface 12 may be implemented by a mouse, keyboard, trackball, switch, button, joystick, touchpad that allows input operations by touching the operation surface, a touchscreen that integrates a display screen and touchpad, a non-contact input circuit using an optical sensor, a voice input circuit, etc. The input interface 12 may also be configured as a tablet terminal or the like that can wirelessly communicate with the console device 10. The input interface 12 may also be a circuit that accepts input operations from the user using motion capture. For example, the input interface 12 can process signals acquired via a tracker or images collected about the user to accept the user's body movements, line of sight, etc. as input operations. The input interface 12 is not limited to those equipped with physical operating components such as a mouse or keyboard. For example, an electrical signal processing circuit that receives electrical signals corresponding to input operations from an external input device provided separately from the console device 10 and outputs these electrical signals to the processing circuit 14 is also included as an example of the input interface 12.
ディスプレイ13は、各種の情報を表示する表示装置である。例えば、ディスプレイ13は、入力インタフェース12を介してユーザからの指示を受け付けるためのGUI(Graphical User Interface)を表示する。また、ディスプレイ13は、後述する処理回路14による検査結果を表示する。ディスプレイ13は、液晶ディスプレイやCRT(Cathode Ray Tube)ディスプレイ、タッチパネル等によって実現される。 The display 13 is a display device that displays various types of information. For example, the display 13 displays a GUI (Graphical User Interface) for receiving instructions from the user via the input interface 12. The display 13 also displays the test results from the processing circuitry 14, which will be described later. The display 13 may be implemented as a liquid crystal display, a CRT (Cathode Ray Tube) display, a touch panel, or the like.
処理回路14は、制御機能141、検出機能142、特定機能143及び出力機能144を実行することで、検査装置1全体の動作を制御する。制御機能141は、制御部の一例である。検出機能142は、検出部の一例である。特定機能143は、特定部の一例である。 The processing circuitry 14 controls the operation of the entire inspection device 1 by executing the control function 141, detection function 142, identification function 143, and output function 144. The control function 141 is an example of a control unit. The detection function 142 is an example of a detection unit. The identification function 143 is an example of an identification unit.
例えば、処理回路14は、制御機能141に対応するプログラムをメモリ11から読み出して実行することにより、後述する分注制御装置20及び検出装置30の動作を制御する。例えば、制御機能141は、分注制御装置20の動作を制御することにより、試薬と被検試料とを混合させる。また、制御機能141は、検出装置30の動作を制御することにより、試薬と被検試料との混合試料に光を照射する。また、処理回路14は、検出機能142に対応するプログラムをメモリ11から読み出して実行することにより、試薬と被検試料との混合試料から放射される蛍光を波長帯ごとに検出する。また、処理回路14は、特定機能143に対応するプログラムをメモリ11から読み出して実行することにより、蛍光が検出された複数の波長帯の組み合わせに基づいて、被検試料に含まれる標的物質を特定する。また、処理回路14は、出力機能144に対応するプログラムをメモリ11から読み出して実行することにより、特定機能143によって特定された標的物質を検査結果として出力する。なお、処理回路14の各機能の詳細については後述する。 For example, the processing circuitry 14 controls the operation of the dispensing control device 20 and the detection device 30 (described below) by reading and executing a program corresponding to the control function 141 from the memory 11. For example, the control function 141 controls the operation of the dispensing control device 20 to mix the reagent and the test sample. The control function 141 also controls the operation of the detection device 30 to irradiate the mixed sample of the reagent and the test sample with light. The processing circuitry 14 also reads and executes a program corresponding to the detection function 142 from the memory 11 to detect fluorescence emitted from the mixed sample of the reagent and the test sample for each wavelength band. The processing circuitry 14 also reads and executes a program corresponding to the identification function 143 from the memory 11 to identify a target substance contained in the test sample based on a combination of multiple wavelength bands in which fluorescence was detected. The processing circuitry 14 also reads and executes a program corresponding to the output function 144 from the memory 11 to output the target substance identified by the identification function 143 as the test result. Details of each function of the processing circuitry 14 will be described later.
分注制御装置20は、駆動機構21と、分注機構22とを含む。駆動機構21は、プローブ40及び反応容器50を駆動する。例えば、駆動機構21は、プローブ40で試薬容器から試薬を吸引し、反応容器50に対して試薬を注入することができるように、試薬容器および反応容器50に対するプローブ40の位置を調製する。また、分注機構22は、例えば、シリンジポンプで、プローブ40内の水の吸引・プローブ40内への水の送出を行うことにより、プローブ40から試薬の分注(吸引、吐出)を行う。 The dispensing control device 20 includes a drive mechanism 21 and a dispensing mechanism 22. The drive mechanism 21 drives the probe 40 and the reaction vessel 50. For example, the drive mechanism 21 adjusts the position of the probe 40 relative to the reagent vessel and the reaction vessel 50 so that the probe 40 can aspirate the reagent from the reagent vessel and inject the reagent into the reaction vessel 50. The dispensing mechanism 22 dispenses (aspirates and dispenses) the reagent from the probe 40 by, for example, using a syringe pump to aspirate water from the probe 40 and deliver water to the probe 40.
検出装置30は、光源31と、磁場発生器32と、光検出器33とを含む。光源31は、反応容器50内の試料に対して励起光を照射する。例えば、光源31は、互いに異なる波長の光を励起光として放射する複数の光源を組み合わせて構成される。一例を挙げると、光源31は、発光ダイオード(Light Emitting Diode:LED)により実現される。磁場発生器32は、反応容器50内の試料に印加する磁場を発生する。磁場発生器32は、電磁石等の一時磁石であってもよいし、永久磁石であってもよい。 The detection device 30 includes a light source 31, a magnetic field generator 32, and a photodetector 33. The light source 31 irradiates the sample in the reaction vessel 50 with excitation light. For example, the light source 31 is configured by combining multiple light sources that emit light of different wavelengths as excitation light. As an example, the light source 31 is realized by a light-emitting diode (LED). The magnetic field generator 32 generates a magnetic field to be applied to the sample in the reaction vessel 50. The magnetic field generator 32 may be a temporary magnet such as an electromagnet, or a permanent magnet.
光検出器33は、反応容器50内の試料から放射される蛍光を波長帯ごとに検出する装置である。例えば、光検出器33は、分光器と光検出器を用いた検出装置や、波長ごとの2次元画像を撮影するマルチスペクトルイメージング(Multi-Spectral Imaging:MSI)カメラよって実現される。MSIカメラは、光の波長を複数の波長帯に分割し、波長帯ごとの画像を取得する。これらの画像に基づいて、各画像に対応する波長帯の蛍光が検出されたか否かを判定することができる。 The photodetector 33 is a device that detects the fluorescence emitted from the sample in the reaction vessel 50 for each wavelength band. For example, the photodetector 33 can be realized by a detection device using a spectroscope and a photodetector, or a multi-spectral imaging (MSI) camera that captures two-dimensional images for each wavelength. The MSI camera divides the wavelength of light into multiple wavelength bands and acquires images for each wavelength band. Based on these images, it can be determined whether fluorescence in the wavelength band corresponding to each image has been detected.
プローブ40は、反応容器50に試薬を注入する装置である。例えば、プローブ40は、分注制御装置20による制御の下、特定の標的物質に対して特異的に結合する検出用物質と蛍光色素との組み合わせを複数種類含んだ試薬を反応容器50に注入し、反応容器50内の被検試料と混合させる。 The probe 40 is a device that injects reagents into the reaction vessel 50. For example, under the control of the dispensing control device 20, the probe 40 injects reagents containing multiple combinations of fluorescent dyes and detection substances that specifically bind to specific target substances into the reaction vessel 50, and mixes them with the test sample in the reaction vessel 50.
なお、図1においては、検査装置1に分注制御装置20、プローブ40及び反応容器50が含まれ、反応容器50への試料の注入等を検査装置1が自動で行なうものとして説明したが、この点はユーザが行なうこととしてもよい。即ち、ユーザは、プローブ40や反応容器50を操作し、反応容器50への試薬の注入等をマニュアルで行なってもよい。この場合、検査装置1には、分注制御装置20、プローブ40及び反応容器50を含まないこととしてもよい。 In FIG. 1, the testing device 1 is described as including a dispensing control device 20, a probe 40, and a reaction vessel 50, and as automatically injecting a sample into the reaction vessel 50, but this may be performed by the user. That is, the user may manually inject a reagent into the reaction vessel 50 by operating the probe 40 or reaction vessel 50. In this case, the testing device 1 may not include the dispensing control device 20, the probe 40, or the reaction vessel 50.
図1に示す検査装置1においては、各処理機能がコンピュータによって実行可能なプログラムの形態でメモリ11へ記憶されている。処理回路14は、メモリ11からプログラムを読み出して実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、プログラムを読み出した状態の処理回路14は、読み出したプログラムに対応する機能を有することとなる。 In the inspection device 1 shown in Figure 1, each processing function is stored in memory 11 in the form of a program that can be executed by a computer. The processing circuitry 14 is a processor that realizes the function corresponding to each program by reading and executing the program from memory 11. In other words, once a program has been read, the processing circuitry 14 has the function corresponding to the read program.
なお、図1においては単一の処理回路14にて、制御機能141、検出機能142、特定機能143及び出力機能144が実現するものとして説明したが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路14を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより機能を実現するものとしても構わない。また、処理回路14が有する各処理機能は、単一又は複数の処理回路に適宜に分散又は統合されて実現されてもよい。また、処理回路14は、ネットワークを介して接続された外部装置のプロセッサを利用して機能を実現することとしてもよい。例えば、処理回路14は、メモリ11から各機能に対応するプログラムを読み出して実行するとともに、検査装置1とネットワークを介して接続されたサーバ群(クラウド)を計算資源として利用することにより、図1に示す各機能を実現する。 In FIG. 1, the control function 141, detection function 142, identification function 143, and output function 144 are described as being realized by a single processing circuit 14. However, the processing circuit 14 may also be configured by combining multiple independent processors, with each processor executing a program to realize the functions. Furthermore, each processing function possessed by the processing circuit 14 may be realized by being appropriately distributed or integrated into a single or multiple processing circuits. Furthermore, the processing circuit 14 may also realize its functions by using a processor in an external device connected via a network. For example, the processing circuit 14 realizes each function shown in FIG. 1 by reading and executing a program corresponding to each function from the memory 11, and by using a group of servers (cloud) connected to the inspection device 1 via a network as a computing resource.
以上、本実施形態に係る検査装置1の構成例について説明した。かかる構成の下、検査装置1における処理回路14は、複数種類の標的物質を精度良く同時検出することを可能とする。 The above describes an example configuration of the testing device 1 according to this embodiment. With this configuration, the processing circuitry 14 in the testing device 1 enables accurate simultaneous detection of multiple types of target substances.
以下、図2のフローチャートに沿って、処理回路14が行なう処理を説明する。図2は、第1の実施形態に係る検査装置1の処理回路14による処理の一例を示すフローチャートである。 The processing performed by the processing circuitry 14 will be described below with reference to the flowchart in Figure 2. Figure 2 is a flowchart showing an example of processing performed by the processing circuitry 14 of the inspection device 1 according to the first embodiment.
まず、制御機能141は、被検試料Pを反応容器50に入れる(ステップS101)。例えば、制御機能141は、分注制御装置20にプローブ40の動作を制御させることで、プローブ40から反応容器50内に被検試料Pを分注させる。なお、ステップS101については、ユーザがマニュアルで行なうこととしてもよい。 First, the control function 141 places the test sample P into the reaction vessel 50 (step S101). For example, the control function 141 causes the dispensing control device 20 to control the operation of the probe 40, thereby dispensing the test sample P from the probe 40 into the reaction vessel 50. Note that step S101 may also be performed manually by the user.
なお、被検試料Pは、例えば、血液や尿、痰といった生体試料である。検査装置1は、被検試料Pに特定の標的物質が含まれるか否かの検査を行なうことにより、被検者の状態を示す指標を得ることができる。標的物質の種類については特に限定されるものではないが、一例としては、γ-GTP等の酵素、腸管病原性大腸菌などの病原性大腸菌、サルモネラ菌、リステリア菌などの病原性細菌、放線菌、酵母、かび、ウィルスやその他の微生物などを挙げることができる。 The test sample P is, for example, a biological sample such as blood, urine, or sputum. The testing device 1 can obtain an indicator of the subject's condition by testing whether the test sample P contains a specific target substance. The type of target substance is not particularly limited, but examples include enzymes such as γ-GTP, pathogenic E. coli such as enteropathogenic E. coli, pathogenic bacteria such as Salmonella and Listeria, actinomycetes, yeast, mold, viruses, and other microorganisms.
次に、制御機能141は、試薬と磁性粒子を反応容器50に入れる(ステップS102)。例えば、制御機能141は、分注制御装置20にプローブ40の動作を制御させることで、プローブ40から反応容器50内に試薬と磁性粒子を注入させる。なお、ステップS102については、ユーザがマニュアルで行なうこととしてもよい。 Next, the control function 141 places the reagent and magnetic particles into the reaction vessel 50 (step S102). For example, the control function 141 causes the dispensing control device 20 to control the operation of the probe 40, thereby injecting the reagent and magnetic particles from the probe 40 into the reaction vessel 50. Note that step S102 may also be performed manually by the user.
ここで、試薬は、特定の標的物質に対して特異的に結合する検出用物質と、蛍光色素とを含む。検出用物質としては、例えば、抗体を用いることができる。この場合、検出用物質は、抗原抗体反応によって抗原である標的物質と特異的に結合する。また、蛍光色素としては、可視光、赤外線又は紫外線程度の波長の蛍光を発する任意の蛍光物質を用いることができる。蛍光色素の具体例としては、例えば、ペリレン、チオフラビン、ベルベリン、フルオレセイン、ローダミン123、ローダミン6G、テトラメチルローダミン、ローダミンB、DiIC12(3)、ナイルレッド、DiIC1(5)、Cy7等を挙げることができる。 The reagent here includes a detection substance that specifically binds to a specific target substance and a fluorescent dye. For example, an antibody can be used as the detection substance. In this case, the detection substance specifically binds to the target substance, which is an antigen, through an antigen-antibody reaction. Furthermore, any fluorescent substance that emits fluorescence at wavelengths similar to visible light, infrared light, or ultraviolet light can be used as the fluorescent dye. Specific examples of fluorescent dyes include perylene, thioflavin, berberine, fluorescein, rhodamine 123, rhodamine 6G, tetramethylrhodamine, rhodamine B, DiIC12(3), Nile Red, DiIC1(5), and Cy7.
より具体的には、ステップS102に示す試薬は、特定の標的物質に対して特異的に結合する検出用物質と蛍光色素との組み合わせを複数種類含む。以下、試薬の一例について、図3を用いて説明する。図3は、第1の実施形態に係る試薬の一例を示す図である。なお、以下では、標的物質G1~G10の10種類の標的物質を同時検出する場合について説明する。 More specifically, the reagent shown in step S102 includes multiple combinations of fluorescent dyes and detection substances that specifically bind to specific target substances. An example of the reagent will be described below using FIG. 3. FIG. 3 is a diagram showing an example of a reagent according to the first embodiment. Note that the following describes the simultaneous detection of ten target substances G1 to G10.
図3に示す抗体B1は、標的物質G1に対して特異的に結合する検出用物質である。抗体B2は、標的物質G2に対して特異的に結合する検出用物質である。抗体B3は、標的物質G3に対して特異的に結合する検出用物質である。抗体B4は、標的物質G4に対して特異的に結合する検出用物質である。抗体B5は、標的物質G5に対して特異的に結合する検出用物質である。抗体B6は、標的物質G6に対して特異的に結合する検出用物質である。抗体B7は、標的物質G7に対して特異的に結合する検出用物質である。抗体B8は、標的物質G8に対して特異的に結合する検出用物質である。抗体B9は、標的物質G9に対して特異的に結合する検出用物質である。抗体B10は、標的物質G10に対して特異的に結合する検出用物質である。また、蛍光色素F1~F4は、互いに異なる波長の蛍光を放射する蛍光色素である。 In Figure 3, antibody B1 is a detection substance that specifically binds to target substance G1. Antibody B2 is a detection substance that specifically binds to target substance G2. Antibody B3 is a detection substance that specifically binds to target substance G3. Antibody B4 is a detection substance that specifically binds to target substance G4. Antibody B5 is a detection substance that specifically binds to target substance G5. Antibody B6 is a detection substance that specifically binds to target substance G6. Antibody B7 is a detection substance that specifically binds to target substance G7. Antibody B8 is a detection substance that specifically binds to target substance G8. Antibody B9 is a detection substance that specifically binds to target substance G9. Antibody B10 is a detection substance that specifically binds to target substance G10. Furthermore, fluorescent dyes F1 to F4 are fluorescent dyes that emit fluorescence of different wavelengths.
例えば、抗体B1は、蛍光色素F1と組み合わせられた状態で試薬に含まれる。抗体B1と蛍光色素F1とを組み合わせる手法については特に限定されるものではないが、一例としては、ラテックス粒子を介した方法が挙げられる。具体的には、まず、ラテックス粒子を水性媒体の中に分散させ、アセトン等と混合して、ラテックス粒子を膨潤させた状態とし、更に、蛍光色素F1を例えばアセトン溶液の状態で添加する。これにより、蛍光色素F1をラテックス粒子に内包させた微粒子を生成することができる。更に、当該微粒子を含む液に抗体B1を添加して、微粒子の表面に抗体B1を担持させる。抗体B1については、微粒子の表面に物理的に吸着させてもよいし、化学的に結合させてもよい。このようにして、微粒子に内包される蛍光色素F1と微粒子の表面に担持される抗体B1とを一体的に組み合わせることができる。同様に、抗体B2は、蛍光色素F2と組み合わせられた状態で試薬に含まれる。同様に、抗体B3は、蛍光色素F3と組み合わせられた状態で試薬に含まれる。同様に、抗体B4は、蛍光色素F4と組み合わせられた状態で試薬に含まれる。 For example, antibody B1 is included in the reagent in combination with fluorescent dye F1. While the method for combining antibody B1 and fluorescent dye F1 is not particularly limited, one example is a method involving latex particles. Specifically, latex particles are first dispersed in an aqueous medium and mixed with acetone or the like to swell the latex particles. Then, fluorescent dye F1 is added, for example, in the form of an acetone solution. This produces microparticles in which fluorescent dye F1 is encapsulated within the latex particles. Antibody B1 is then added to the liquid containing the microparticles, thereby supporting antibody B1 on the surface of the microparticles. Antibody B1 may be physically adsorbed or chemically bonded to the surface of the microparticles. In this way, fluorescent dye F1 encapsulated within the microparticles and antibody B1 supported on the surface of the microparticles can be combined together. Similarly, antibody B2 is included in the reagent in combination with fluorescent dye F2. Similarly, antibody B3 is included in the reagent in combination with fluorescent dye F3. Similarly, antibody B4 is included in the reagent in combination with fluorescent dye F4.
また、抗体B5は、蛍光色素F1と組み合わせられた状態で試薬に含まれるとともに、蛍光色素F3と組み合わせられた状態でも試薬に含まれる。例えば、ラテックス粒子を介して抗体B5と蛍光色素F1と蛍光色素F3とを組み合わせた微粒子が試薬に含まれる。或いは、ラテックス粒子を介して抗体B5と蛍光色素F1とを組み合わせた微粒子と、ラテックス粒子を介して抗体B5と蛍光色素F3とを組み合わせた微粒子との双方が試薬に含まれる。同様に、抗体B6は、蛍光色素F2と組み合わせられた状態で試薬に含まれるとともに、蛍光色素F4と組み合わせられた状態でも試薬に含まれる。同様に、抗体B7は、蛍光色素F1と組み合わせられた状態で試薬に含まれるとともに、蛍光色素F2と組み合わせられた状態でも試薬に含まれる。同様に、抗体B8は、蛍光色素F1と組み合わせられた状態で試薬に含まれるとともに、蛍光色素F4と組み合わせられた状態でも試薬に含まれる。同様に、抗体B9は、蛍光色素F2と組み合わせられた状態で試薬に含まれるとともに、蛍光色素F3と組み合わせられた状態でも試薬に含まれる。同様に、抗体B10は、蛍光色素F3と組み合わせられた状態で試薬に含まれるとともに、蛍光色素F4と組み合わせられた状態でも試薬に含まれる。 Furthermore, antibody B5 is included in the reagent in combination with fluorescent dye F1, and also in combination with fluorescent dye F3. For example, the reagent contains microparticles combining antibody B5, fluorescent dye F1, and fluorescent dye F3 via latex particles. Alternatively, the reagent contains both microparticles combining antibody B5 and fluorescent dye F1 via latex particles and microparticles combining antibody B5 and fluorescent dye F3 via latex particles. Similarly, antibody B6 is included in the reagent in combination with fluorescent dye F2, and also in combination with fluorescent dye F4. Similarly, antibody B7 is included in the reagent in combination with fluorescent dye F1, and also in combination with fluorescent dye F2. Similarly, antibody B8 is included in the reagent in combination with fluorescent dye F1, and also in combination with fluorescent dye F4. Similarly, antibody B9 is included in the reagent in combination with fluorescent dye F2, and also in combination with fluorescent dye F3. Similarly, antibody B10 is included in the reagent in combination with fluorescent dye F3, and is also included in the reagent in combination with fluorescent dye F4.
例えば、抗体B1を第1の検出用物質とした場合、蛍光色素F1は第1の蛍光色素の一例であり、抗体B5は第2の検出用物質の一例であり、蛍光色素F3は第2の蛍光色素の一例である。そして、ステップS102に示す試薬は、第1の検出用物質と第1の蛍光色素との組み合わせ、第2の検出用物質と第1の蛍光色素との組み合わせ、及び、第2の検出用物質と第2の蛍光色素との組み合わせを少なくとも含むように調製される。 For example, if antibody B1 is the first detection substance, fluorescent dye F1 is an example of a first fluorescent dye, antibody B5 is an example of a second detection substance, and fluorescent dye F3 is an example of a second fluorescent dye. The reagent shown in step S102 is prepared to include at least a combination of the first detection substance and the first fluorescent dye, a combination of the second detection substance and the first fluorescent dye, and a combination of the second detection substance and the second fluorescent dye.
また、ステップS102に示す磁性粒子は、例えば図4に示すように、抗体B1と磁性粒子との組み合わせ、抗体B2と磁性粒子との組み合わせ、抗体B3と磁性粒子との組み合わせ、抗体B4と磁性粒子との組み合わせ、抗体B5と磁性粒子との組み合わせ、抗体B6と磁性粒子との組み合わせ、抗体B7と磁性粒子との組み合わせ、抗体B8と磁性粒子との組み合わせ、抗体B9と磁性粒子との組み合わせ、抗体B10と磁性粒子との組み合わせをそれぞれ含む。図4は、第1の実施形態に係る磁性粒子の一例を示す図である。 Furthermore, the magnetic particles shown in step S102 include, for example, as shown in FIG. 4, combinations of antibody B1 and magnetic particles, combinations of antibody B2 and magnetic particles, combinations of antibody B3 and magnetic particles, combinations of antibody B4 and magnetic particles, combinations of antibody B5 and magnetic particles, combinations of antibody B6 and magnetic particles, combinations of antibody B7 and magnetic particles, combinations of antibody B8 and magnetic particles, combinations of antibody B9 and magnetic particles, and combinations of antibody B10 and magnetic particles. FIG. 4 is a diagram showing an example of magnetic particles according to the first embodiment.
例えば、ステップS102においては、図3に示した試薬と図4に示した磁性粒子とが略同時に反応容器50に注入され、被検試料Pと混合される。ここで、被検試料Pに含まれる物質に応じて、特異的な結合が発生する。例えば、被検試料Pに標的物質G1が含まれている場合には、標的物質G1に対して、抗体B1と蛍光色素F1とを組み合わせた微粒子が結合するとともに、抗体B1と組み合わせられた磁性粒子が結合する。 For example, in step S102, the reagent shown in FIG. 3 and the magnetic particles shown in FIG. 4 are injected into the reaction vessel 50 at approximately the same time and mixed with the test sample P. Here, specific binding occurs depending on the substance contained in the test sample P. For example, if the test sample P contains a target substance G1, microparticles combining antibody B1 and fluorescent dye F1 will bind to the target substance G1, and magnetic particles combined with antibody B1 will also bind.
次に、制御機能141は、磁場発生器32を制御し、磁力で磁性粒子を引き付ける(ステップS103)。例えば、磁場発生器32が電磁石である場合、制御機能141は、電磁石に電流を流すことで磁力を発生させ、反応容器50の側面に磁性粒子を引き付けることができる。また、磁場発生器32が永久磁石である場合、制御機能141は、永久磁石を反応容器50に近付けることで、反応容器50の側面に磁性粒子を引き付けることができる。 Next, the control function 141 controls the magnetic field generator 32 to attract the magnetic particles with magnetic force (step S103). For example, if the magnetic field generator 32 is an electromagnet, the control function 141 can generate magnetic force by passing a current through the electromagnet, thereby attracting the magnetic particles to the side of the reaction vessel 50. Alternatively, if the magnetic field generator 32 is a permanent magnet, the control function 141 can attract the magnetic particles to the side of the reaction vessel 50 by bringing the permanent magnet closer to the reaction vessel 50.
次に、制御機能141は、反応容器50内の液体を排出する(ステップS104)。ここで、ステップS103に示した磁力で引き付けられている磁性粒子は、反応容器50内に残存することとなる。また、磁性粒子と結合した標的物質や、当該標的物質に結合した検出用物質及び蛍光色素も、反応容器50内に残存することとなる。また、制御機能141は、反応容器50内に緩衝液(バッファ、Buffer)を添加する(ステップS105)。
制御機能141は、ステップS102~ステップS105の処理によって、標的物質に結合しなかった検出用物質及び蛍光色素を除去することができる。
Next, the control function 141 drains the liquid in the reaction vessel 50 (step S104). Here, the magnetic particles attracted by the magnetic force shown in step S103 remain in the reaction vessel 50. In addition, the target substance bound to the magnetic particles, and the detection substance and fluorescent dye bound to the target substance also remain in the reaction vessel 50. In addition, the control function 141 adds a buffer to the reaction vessel 50 (step S105).
The control function 141 can remove the detection substance and fluorescent dye that have not bound to the target substance through the processing of steps S102 to S105.
次に、制御機能141は、光源31から反応容器50内の試料に対して光を照射する(ステップS106)。即ち、制御機能141は、特定の標的物質に対して特異的に結合する検出用物質と蛍光色素との組み合わせを複数種類含んだ試薬を被検試料と混合させた混合試料に光を照射する。ここで、混合試料に含まれる蛍光色素は励起され、蛍光色素の種類に応じた波長の蛍光が放射される。 Next, the control function 141 irradiates light from the light source 31 onto the sample in the reaction vessel 50 (step S106). That is, the control function 141 irradiates light onto a mixed sample obtained by mixing a test sample with a reagent containing multiple combinations of fluorescent dyes and detection substances that specifically bind to specific target substances. Here, the fluorescent dyes contained in the mixed sample are excited, and fluorescence of a wavelength corresponding to the type of fluorescent dye is emitted.
光源31からの光の照射を停止させた後、検出機能142は、光検出器33の動作を制御して、反応容器50内の混合試料から放射される蛍光を波長帯ごとに検出する(ステップS107)。例えば、光検出器33がMSIカメラである場合、検出機能142は、波長帯ごとの蛍光の検出結果として、波長帯ごとの画像を取得する。即ち、検出機能142は、波長帯ごとの画像を取得するマルチスペクトルイメージングによって、蛍光を波長帯ごとに検出する。 After stopping the irradiation of light from the light source 31, the detection function 142 controls the operation of the photodetector 33 to detect the fluorescence emitted from the mixed sample in the reaction vessel 50 for each wavelength band (step S107). For example, if the photodetector 33 is an MSI camera, the detection function 142 acquires an image for each wavelength band as the detection result of the fluorescence for each wavelength band. In other words, the detection function 142 detects the fluorescence for each wavelength band using multispectral imaging, which acquires an image for each wavelength band.
ここで、検出機能142による蛍光検出処理の一例について、図5を用いて説明する。例えば、検出機能142は、図5に示すように、ウィンドウW1~W4の4つの波長帯を設定する。ここで、ウィンドウW1は、蛍光色素F1から放射される蛍光の波長に対応する。例えば、ウィンドウW1には、蛍光色素F1から放射される蛍光の波長のピークが含まれる。また、ウィンドウW2は、蛍光色素F2から放射される蛍光の波長に対応する。また、ウィンドウW3は、蛍光色素F3から放射される蛍光の波長に対応する。また、ウィンドウW4は、蛍光色素F4から放射される蛍光の波長に対応する。ウィンドウW1~W4は、可視光に相当する波長帯であってもよいし、紫外線や赤外線に相当する波長帯であってもよい。なお、図5は、第1の実施形態に係る波長帯ごとの蛍光検出処理について説明するための図である。 An example of fluorescence detection processing by the detection function 142 will now be described using FIG. 5. For example, as shown in FIG. 5, the detection function 142 sets four wavelength bands, windows W1 to W4. Here, window W1 corresponds to the wavelength of fluorescence emitted from fluorescent dye F1. For example, window W1 includes the peak wavelength of fluorescence emitted from fluorescent dye F1. Window W2 corresponds to the wavelength of fluorescence emitted from fluorescent dye F2. Window W3 corresponds to the wavelength of fluorescence emitted from fluorescent dye F3. Window W4 corresponds to the wavelength of fluorescence emitted from fluorescent dye F4. Windows W1 to W4 may be wavelength bands corresponding to visible light, or may be wavelength bands corresponding to ultraviolet or infrared light. Note that FIG. 5 is a diagram for explaining fluorescence detection processing for each wavelength band according to the first embodiment.
検出機能142による蛍光の検出結果は、例えば図6の下図に示すように、蛍光の波長と光検出器33の出力(検出器の出力)との対応関係として示すことができる。図6は、第1の実施形態に係る蛍光検出結果の一例を示す図である。例えば、光検出器33がMSIカメラである場合、光検出器33の出力は、波長帯ごとに取得された各画像における信号強度などである。例えば、検出機能142は、ウィンドウW1~W4のそれぞれについて、光検出器33の出力を閾値と比較して2値化を行なう。例えば、図6においては、光検出器33の出力が閾値を超える場合を「○」、光検出器33の出力が閾値以下となる場合を「×」とする。 The fluorescence detection results by the detection function 142 can be shown as the correspondence between the wavelength of the fluorescence and the output of the photodetector 33 (detector output), as shown in the lower diagram of Figure 6, for example. Figure 6 is a diagram showing an example of a fluorescence detection result according to the first embodiment. For example, if the photodetector 33 is an MSI camera, the output of the photodetector 33 is the signal intensity in each image acquired for each wavelength band. For example, the detection function 142 compares the output of the photodetector 33 with a threshold value for each of windows W1 to W4 and performs binarization. For example, in Figure 6, when the output of the photodetector 33 exceeds the threshold value, it is marked with an "O", and when the output of the photodetector 33 is equal to or less than the threshold value, it is marked with an "X".
図6においては、ウィンドウW1及びウィンドウW3が「○」となっている。即ち、図6は、ウィンドウW1及びウィンドウW3の波長帯の蛍光が検出された場合を示す。次に、特定機能143は、蛍光が検出された複数の波長帯の組み合わせに基づいて、被検試料Pに含まれる標的物質を特定する(ステップS108)。 In Figure 6, windows W1 and W3 are marked with "○". That is, Figure 6 shows a case where fluorescence in the wavelength bands of windows W1 and W3 is detected. Next, the identification function 143 identifies the target substance contained in the test sample P based on the combination of multiple wavelength bands in which fluorescence is detected (step S108).
例えば、ウィンドウW1及びウィンドウW3の波長帯の蛍光が検出された場合、混合試料には、ウィンドウW1に対応する蛍光色素F1と、ウィンドウW3に対応する蛍光色素F3とが含まれると推定できる。また、図3に示したように、蛍光色素F1及び蛍光色素F3の双方と組み合わせられているのは、抗体B5である。以上より、特定機能143は、混合試料において標的物質と結合している検出用物質として、抗体B5を特定することができる。即ち、特定機能143は、図6に示す場合に被検試料Pに含まれる標的物質として、抗体B5と特異的に結合する標的物質G5を特定することができる。 For example, if fluorescence in the wavelength bands of window W1 and window W3 is detected, it can be inferred that the mixed sample contains fluorescent dye F1 corresponding to window W1 and fluorescent dye F3 corresponding to window W3. Furthermore, as shown in FIG. 3, antibody B5 is combined with both fluorescent dye F1 and fluorescent dye F3. From the above, identification function 143 can identify antibody B5 as the detection substance that binds to the target substance in the mixed sample. In other words, identification function 143 can identify target substance G5 that specifically binds to antibody B5 as the target substance contained in test sample P in the case shown in FIG. 6.
上述したように、特定機能143は、蛍光が検出された複数の波長帯の組み合わせに基づいて、混合試料において標的物質と結合している検出用物質を特定することにより、被検試料Pに含まれる標的物質を特定することができる。例えば、特定機能143は、図7に示すように、ウィンドウW1~W4のような波長帯の組み合わせと標準物質とを対応付けた対応テーブルを事前に生成し、メモリ11に記憶させておいてもよい。この場合、特定機能143は、検出機能142による蛍光検出結果を対応テーブルに照らすことで、被検試料Pに含まれる標的物質を特定することができる。即ち、メモリ11は、標的物質と、検出される波長情報との対応関係のデータを記憶する。当該対応関係のデータとしては、少なくとも1つの標的物質に複数の波長情報が対応付けられる。そして、特定機能143は、当該対応関係のデータを用いて、被検試料Pに含まれる標的物質を特定することができる。図7は、第1の実施形態に係る波長帯の組み合わせと標準物質との対応テーブルの一例を示す図である。 As described above, the identification function 143 can identify the target substance contained in the test sample P by identifying the detection substance bound to the target substance in the mixed sample based on the combination of multiple wavelength bands in which fluorescence was detected. For example, as shown in FIG. 7, the identification function 143 may generate in advance a correspondence table that associates wavelength band combinations such as windows W1 to W4 with standard substances and store the table in memory 11. In this case, the identification function 143 can identify the target substance contained in the test sample P by comparing the fluorescence detection results obtained by the detection function 142 with the correspondence table. That is, the memory 11 stores data on the correspondence between the target substance and the detected wavelength information. The correspondence data associates multiple wavelength information with at least one target substance. The identification function 143 can then identify the target substance contained in the test sample P using the correspondence data. FIG. 7 is a diagram showing an example of a correspondence table between wavelength band combinations and standard substances according to the first embodiment.
或いは、特定機能143は、対応関係のデータとして図3のテーブルを用いて、標的物質を特定することもできる。即ち、メモリ11は、標的物質と、検出用物質の種類との対応関係のデータを記憶する。当該対応関係のデータとしては、少なくとも1つの標的物質に複数の検出用物質が対応付けられる。そして、特定機能143は、当該対応関係のデータを用いて、被検試料Pに含まれる標的物質を特定する。例えば、図6に示したようにウィンドウW1及びウィンドウW3の波長帯の蛍光が検出された場合、特定機能143は、混合試料中にウィンドウW1に対応する蛍光色素F1とウィンドウW3に対応する蛍光色素F3とが含まれると推定することができる。また、特定機能143は、混合試料中に、(a)蛍光色素F1と結合した抗体B1、B5、B7、B8が含まれており、且つ、(b)蛍光色素F3と結合した抗体B3、B5、B9、B10が含まれていると推定することができる。そして、特定機能143は、図3のテーブルを用いて、(a)及び(b)を満たす標的物質G5を特定することができる。 Alternatively, the identification function 143 can identify a target substance using the table shown in FIG. 3 as correspondence data. That is, the memory 11 stores correspondence data between target substances and types of detection substances. The correspondence data associates multiple detection substances with at least one target substance. The identification function 143 then uses the correspondence data to identify the target substance contained in the test sample P. For example, if fluorescence in the wavelength bands of windows W1 and W3 is detected as shown in FIG. 6, the identification function 143 can estimate that the mixed sample contains fluorescent dye F1 corresponding to window W1 and fluorescent dye F3 corresponding to window W3. Furthermore, the identification function 143 can estimate that the mixed sample contains (a) antibodies B1, B5, B7, and B8 bound to fluorescent dye F1, and (b) antibodies B3, B5, B9, and B10 bound to fluorescent dye F3. The identification function 143 can then use the table in Figure 3 to identify target substance G5 that satisfies (a) and (b).
そして、出力機能144は、検査結果を出力する(ステップS109)。例えば、出力機能144は、検査結果として、特定機能143によって特定された標的物質をディスプレイ13に表示させる。また、マルチスペクトルイメージングによって蛍光を検出していた場合、出力機能144は、特定された標的物質とともに、波長帯ごとに取得された画像を表示させてもよい。 Then, the output function 144 outputs the test results (step S109). For example, the output function 144 displays the target substance identified by the identification function 143 on the display 13 as the test results. Furthermore, if fluorescence is detected using multispectral imaging, the output function 144 may display images acquired for each wavelength band along with the identified target substance.
なお、図1においては検査装置1がディスプレイ13を備えるものとして説明したが、検査装置1は、ディスプレイ13に代えてプロジェクタを備えてもよい。プロジェクタは、出力機能144による制御の下、スクリーンや壁、床等に対して投影を行なうことができる。即ち、出力機能144は、プロジェクタからの投影によって、検査結果をユーザに通知してもよい。また、出力機能144は、検査結果をプリントアウトさせてもよい。また、出力機能144は、検査結果を音声等によってユーザに通知してもよい。また、出力機能144は、検査結果を外部サーバに送信して保存させてもよい。一例を挙げると、出力機能144は、評価結果をHIS(Hospital Information System)等のシステム上に登録する。この場合、ユーザは、システムに任意にアクセスし、評価結果を参照することができる。 Note that while FIG. 1 illustrates the inspection device 1 as being equipped with a display 13, the inspection device 1 may also be equipped with a projector instead of the display 13. The projector can project onto a screen, wall, floor, etc. under the control of the output function 144. That is, the output function 144 may notify the user of the inspection results by projection from the projector. The output function 144 may also print out the inspection results. The output function 144 may also notify the user of the inspection results by audio, etc. The output function 144 may also send the inspection results to an external server for storage. For example, the output function 144 registers the evaluation results on a system such as an HIS (Hospital Information System). In this case, the user can access the system at will and refer to the evaluation results.
上述したように、第1の実施形態によれば、制御機能141は、特定の標的物質に対して特異的に結合する検出用物質と蛍光色素との組み合わせを複数種類含んだ試薬を被検試料と混合させた混合試料に光を照射する。また、検出機能142は、光の照射によって混合試料から放射される蛍光を波長帯ごとに検出する。また、特定機能143は、蛍光が検出された複数の波長帯の組み合わせに基づいて、被検試料Pに含まれる標的物質を特定する。これにより、検査装置1は、例えば図7に示したように、標的物質G1~G10の10類の標的物質を同時検出することができる。 As described above, according to the first embodiment, the control function 141 irradiates light onto a mixed sample obtained by mixing a test sample with a reagent containing multiple combinations of fluorescent dyes and detection substances that specifically bind to specific target substances. The detection function 142 detects the fluorescence emitted from the mixed sample in response to the light irradiation for each wavelength band. The identification function 143 identifies the target substance contained in the test sample P based on the combination of multiple wavelength bands in which the fluorescence was detected. This allows the testing device 1 to simultaneously detect ten types of target substances, G1 to G10, as shown in FIG. 7, for example.
なお、標的物質G1~G10を同時検出するための他の手法として、10種類の蛍光色素を使用することが考えられる。即ち、抗体B1~B10のそれぞれに異なる種類の蛍光色素を組み合わせた試薬を用いて検査を行ない、各蛍光色素に対応する蛍光が検出されたか否かに応じて、標的物質G1~G10を同時検出することが考えられる。しかしながら、この場合、10種類の蛍光色素に対応した10個のウィンドウを設けて、蛍光を検出する必要がある。 Another possible method for simultaneously detecting target substances G1 to G10 is to use 10 types of fluorescent dyes. That is, a test could be performed using a reagent in which different types of fluorescent dyes are combined with antibodies B1 to B10, and the target substances G1 to G10 could be simultaneously detected depending on whether or not fluorescence corresponding to each fluorescent dye is detected. However, in this case, it would be necessary to set up 10 windows corresponding to the 10 types of fluorescent dyes to detect the fluorescence.
多数のウィンドウを設けて蛍光を検出する場合、個々のウィンドウの幅は狭くなり、蛍光の検出において感度やS/Nが低下してしまうおそれがある。また、多数のウィンドウそれぞれについての検出を行なうためにシステムが複雑化し、検査のコストが増加する場合もある。 When multiple windows are used to detect fluorescence, the width of each individual window becomes narrow, which can reduce sensitivity and S/N in detecting fluorescence. Furthermore, performing detection for each of the multiple windows can complicate the system, potentially increasing the cost of testing.
これに対し、第1の実施形態に係る検査装置1は、例えば4つのウィンドウで蛍光を検出して、10種類の標的物質を同時検出することができる。即ち、検査装置1は、複数種類の標的物質を同時検出することを可能としつつも、ウィンドウの幅が狭くなることによる感度やS/Nの低下を低減して、標的物質の検出精度を向上させることができる。 In contrast, the inspection device 1 according to the first embodiment can detect fluorescence using, for example, four windows, allowing for simultaneous detection of 10 types of target substances. In other words, the inspection device 1 is capable of simultaneously detecting multiple types of target substances while reducing the reduction in sensitivity and S/N caused by narrowing the window width, thereby improving the detection accuracy of target substances.
なお、検査装置1によって同時検出することのできる標的物質の数は、使用する蛍光色素の数に応じて変化する。例えば、N種類(Nは2以上の自然数とする)の蛍光色素を使用する場合、検査装置1は、「N+NC2」の標的物質を同時検出することができる。 The number of target substances that can be simultaneously detected by the inspection device 1 varies depending on the number of fluorescent dyes used. For example, when N types of fluorescent dyes (N is a natural number of 2 or more) are used, the inspection device 1 can simultaneously detect "N + N C 2 " target substances.
(第2の実施形態)
第2の実施形態では、第1の実施形態で説明した標的物質の検出を、定量的に実施する場合について説明する。第2の実施形態に係る検査装置1は、図1に示した検査装置1と同様の構成を有し、反応容器50に代えて、図8Aに示す反応容器51を有する点で相違する。図8Aは、第2の実施形態に係る反応容器の一例を示す図である。以下、第1の実施形態において説明した点については同一の符号を付して、説明を省略する。
Second Embodiment
In the second embodiment, a case where the detection of a target substance described in the first embodiment is performed quantitatively will be described. The testing device 1 according to the second embodiment has a configuration similar to that of the testing device 1 shown in FIG. 1, but differs in that it has a reaction vessel 51 shown in FIG. 8A instead of the reaction vessel 50. FIG. 8A is a diagram showing an example of a reaction vessel according to the second embodiment. Hereinafter, the same reference numerals will be used to designate the points described in the first embodiment, and description thereof will be omitted.
図8Aに示す反応容器51は、セルC1、セルC2、セルC3及びセルC4といった複数のセル(測定用の液体を入れる場所)が設けられたプレートである。制御機能141は、セルC1、セルC2、セルC3及びセルC4のそれぞれに対して個別に、被検試料Pや試薬を分注させることができる。 The reaction vessel 51 shown in Figure 8A is a plate provided with multiple cells (places for holding measurement liquid), such as cell C1, cell C2, cell C3, and cell C4. The control function 141 can individually dispense the test sample P and reagents into each of cell C1, cell C2, cell C3, and cell C4.
ここで、図8B及び図8Cを用いて、複数のセルそれぞれに分注する試薬について説明する。図8B及び図8Cは、第2の実施形態に係る試薬の一例を示す図である。 Here, we will explain the reagent to be dispensed into each of the multiple cells using Figures 8B and 8C. Figures 8B and 8C are diagrams showing an example of a reagent according to the second embodiment.
図8Bに示すように、試薬には、抗体B1と蛍光色素F1との組み合わせ、抗体B2と蛍光色素F2との組み合わせ、抗体B3と蛍光色素F3との組み合わせ、抗体B4と蛍光色素F4との組み合わせ、抗体B5と蛍光色素F1との組み合わせ、抗体B5と蛍光色素F3との組み合わせ、抗体B6と蛍光色素F2との組み合わせ、及び、抗体B6と蛍光色素F4との組み合わせが含まれる。なお、抗体B1は、標的物質G1に対して特異的に結合する検出用物質である。抗体B2は、標的物質G2に対して特異的に結合する検出用物質である。抗体B3は、標的物質G3に対して特異的に結合する検出用物質である。抗体B4は、標的物質G4に対して特異的に結合する検出用物質である。抗体B5は、標的物質G5に対して特異的に結合する検出用物質である。抗体B6は、標的物質G6に対して特異的に結合する検出用物質である。以下では、図8Cに示す通り、抗体B1と蛍光色素F1との組み合わせを試薬R1とも記載する。また、抗体B2と蛍光色素F2との組み合わせを試薬R2とも記載する。また、抗体B3と蛍光色素F3との組み合わせを試薬R3とも記載する。また、抗体B4と蛍光色素F4との組み合わせを試薬R4とも記載する。また、抗体B5と蛍光色素F1との組み合わせを試薬R5とも記載する。また、抗体B5と蛍光色素F3との組み合わせを試薬R6とも記載する。また、抗体B6と蛍光色素F2との組み合わせを試薬R7とも記載する。また、抗体B6と蛍光色素F4との組み合わせを試薬R8とも記載する。 As shown in Figure 8B, the reagents include a combination of antibody B1 and fluorescent dye F1, a combination of antibody B2 and fluorescent dye F2, a combination of antibody B3 and fluorescent dye F3, a combination of antibody B4 and fluorescent dye F4, a combination of antibody B5 and fluorescent dye F1, a combination of antibody B5 and fluorescent dye F3, a combination of antibody B6 and fluorescent dye F2, and a combination of antibody B6 and fluorescent dye F4. Note that antibody B1 is a detection substance that specifically binds to target substance G1. Antibody B2 is a detection substance that specifically binds to target substance G2. Antibody B3 is a detection substance that specifically binds to target substance G3. Antibody B4 is a detection substance that specifically binds to target substance G4. Antibody B5 is a detection substance that specifically binds to target substance G5. Antibody B6 is a detection substance that specifically binds to target substance G6. Hereinafter, as shown in Figure 8C, the combination of antibody B1 and fluorescent dye F1 will also be referred to as reagent R1. The combination of antibody B2 and fluorescent dye F2 is also referred to as reagent R2. The combination of antibody B3 and fluorescent dye F3 is also referred to as reagent R3. The combination of antibody B4 and fluorescent dye F4 is also referred to as reagent R4. The combination of antibody B5 and fluorescent dye F1 is also referred to as reagent R5. The combination of antibody B5 and fluorescent dye F3 is also referred to as reagent R6. The combination of antibody B6 and fluorescent dye F2 is also referred to as reagent R7. The combination of antibody B6 and fluorescent dye F4 is also referred to as reagent R8.
制御機能141は、セルC1~C4のそれぞれに被検試料Pを分注するとともに、試薬R1~R8を含んだ試薬を分注する。例えば、制御機能141は、各セルに対して同じ量の被検試料Pを分注する。また、制御機能141は、セルごとに試薬の濃度が変わるように分注量を変化させながら、試薬R1~R8及び希釈液を分注する。例えば、制御機能141は、図8Dに示すように、セルごとに濃度を変化させながら、各セルに対して試薬R1~R8及び希釈液を分注する。例えば、制御機能141は、セルC1に対して、試薬R1~R8のそれぞれが0.5%となるように、各試薬及び希釈液を分注する。なお、図8Dは、第2の実施形態に係る試薬の一例を示す図である。 The control function 141 dispenses test sample P into each of cells C1 to C4, as well as a reagent containing reagents R1 to R8. For example, the control function 141 dispenses the same amount of test sample P into each cell. The control function 141 also dispenses reagents R1 to R8 and diluent while changing the dispensed amount so that the reagent concentration varies for each cell. For example, as shown in Figure 8D, the control function 141 dispenses reagents R1 to R8 and diluent into each cell while changing the concentration for each cell. For example, the control function 141 dispenses each reagent and diluent into cell C1 so that each of reagents R1 to R8 is 0.5%. Note that Figure 8D is a diagram showing an example of a reagent according to the second embodiment.
例えば、制御機能141は、まず、試薬R1~R8のそれぞれを0.5%ずつ含んだ試薬を調製する。例えば、試薬R1~R8のそれぞれは、蛍光色素と抗体とをラテックス粒子を介して結合させた微粒子である。制御機能141は、各微粒子の質量パーセント濃度が0.5%となるように、試薬を調製する。即ち、制御機能141は、試薬R1~R8と希釈液とを混合させて、試薬R1に対応する微粒子を0.5%含み、試薬R2に対応する微粒子を0.5%含み、試薬R3に対応する微粒子を0.5%含み、試薬R4に対応する微粒子を0.5%含み、試薬R5に対応する微粒子を0.5%含み、試薬R6に対応する微粒子を0.5%含み、試薬R7に対応する微粒子を0.5%含み、試薬R8に対応する微粒子を0.5%含むように、試薬を調製する。そして、制御機能141は、調製した試薬をセルC1に分注する。同様に、制御機能141は、セルC2に対して、試薬R1~R8のそれぞれを1.0%分注する。同様に、制御機能141は、セルC3に対して、試薬R1~R8のそれぞれを1.5%分注する。同様に、制御機能141は、セルC4に対して、試薬R1~R8のそれぞれを2.0%分注する。 For example, the control function 141 first prepares a reagent containing 0.5% of each of the reagents R1 to R8. For example, each of the reagents R1 to R8 is a microparticle formed by bonding a fluorescent dye and an antibody via latex particles. The control function 141 prepares the reagent so that the mass percentage concentration of each microparticle is 0.5%. That is, the control function 141 mixes the reagents R1 to R8 with a diluent to prepare a reagent containing 0.5% microparticles corresponding to the reagent R1, 0.5% microparticles corresponding to the reagent R2, 0.5% microparticles corresponding to the reagent R3, 0.5% microparticles corresponding to the reagent R4, 0.5% microparticles corresponding to the reagent R5, 0.5% microparticles corresponding to the reagent R6, 0.5% microparticles corresponding to the reagent R7, and 0.5% microparticles corresponding to the reagent R8. The control function 141 then dispenses the prepared reagent into the cell C1. Similarly, the control function 141 dispenses 1.0% of each of the reagents R1 to R8 into cell C2. Similarly, the control function 141 dispenses 1.5% of each of the reagents R1 to R8 into cell C3. Similarly, the control function 141 dispenses 2.0% of each of the reagents R1 to R8 into cell C4.
次に、検出機能142は、セルC1~C4の各セルから放射される蛍光を波長帯ごとに検出する。即ち、検出機能142は、試薬の濃度を変化させた複数の混合試料から放射される蛍光を、波長帯ごと且つ試薬の濃度ごとに検出する。ここで、検出機能142は、各セルからの蛍光の検出を並行して行なってもよいし、順次行なってもよい。例えば、検出機能142は、図5と同様に、ウィンドウW1~W4の4つの波長帯を設定する。また、検出機能142は、ウィンドウW1~W4のそれぞれについて、光検出器33の出力を閾値と比較し、「○」及び「×」への2値化を行なう。 Next, detection function 142 detects the fluorescence emitted from each of cells C1 to C4 for each wavelength band. That is, detection function 142 detects the fluorescence emitted from multiple mixed samples with varying reagent concentrations for each wavelength band and each reagent concentration. Here, detection function 142 may detect the fluorescence from each cell in parallel or sequentially. For example, detection function 142 sets four wavelength bands, windows W1 to W4, as in Figure 5. Furthermore, detection function 142 compares the output of photodetector 33 with a threshold for each of windows W1 to W4 and binarizes it into "○" or "×."
図8Eは、第2の実施形態に係る蛍光検出結果の一例を示す図である。図8Eは、セルC1及びセルC2においてはいずれのウィンドウでも「×」であり、全ての波長帯で光検出器33の出力が閾値を越えなかったことを示す。また、図8Eは、セルC3及びセルC4においてはウィンドウW3が「○」であり、ウィンドウW3において光検出器33の出力が閾値を越えたことを示す。 Figure 8E shows an example of fluorescence detection results according to the second embodiment. In Figure 8E, all windows in cells C1 and C2 are marked with an "X," indicating that the output of the photodetector 33 did not exceed the threshold in any wavelength band. Also, in Figure 8E, window W3 in cells C3 and C4 is marked with an "O," indicating that the output of the photodetector 33 exceeded the threshold in window W3.
ここで、特定機能143は、蛍光が検出された複数の波長帯の組み合わせに基づいて、被検試料Pに含まれる標的物質を特定することができる。例えば、特定機能143は、対応関係のデータとして図8Bのテーブルを用いて、標的物質を特定することができる。即ち、図8Dに示す場合、ウィンドウW3の波長帯の蛍光が検出されていることから、ウィンドウW3に対応する蛍光色素F3が被検試料Pに含まれると推定することができる。また、特定機能143は、ウィンドウW1の波長帯の蛍光は検出されていないことから、ウィンドウW1に対応する蛍光色素F1は被検試料Pに含まれていないと推定することができる。以上より、特定機能143は、被検試料Pに含まれる標的物質G3を特定することができる。 Here, the identification function 143 can identify the target substance contained in the test sample P based on the combination of multiple wavelength bands in which fluorescence was detected. For example, the identification function 143 can identify the target substance using the table of FIG. 8B as correspondence data. That is, in the case shown in FIG. 8D, because fluorescence in the wavelength band of window W3 is detected, it can be inferred that the fluorescent dye F3 corresponding to window W3 is contained in the test sample P. Furthermore, because fluorescence in the wavelength band of window W1 is not detected, the identification function 143 can infer that the fluorescent dye F1 corresponding to window W1 is not contained in the test sample P. From the above, the identification function 143 can identify the target substance G3 contained in the test sample P.
更に、特定機能143は、被検試料Pに含まれる標的物質の量を算出することができる。具体的には、図8Eにおいて、被検試料Pに標的物質G3が含まれているのにセルC1及びセルC2においてウィンドウW3が「×」となっているのは、セルC1及びセルC2における試薬の濃度が低いために発光量が少なくなり、光検出器33の出力が閾値を越えなかったためと言える。即ち、セルC1及びセルC2においては、被検試料Pに含まれる標的物質G3の量に対して試薬R3の濃度が低く、発光量が試薬R3の量に依存した低い状態になっている。そして、試薬R3の量が増えることによって発光量も増加し、セルC3及びセルC4においては、光検出器33の出力が閾値を越えている。 Furthermore, the identification function 143 can calculate the amount of target substance contained in the test sample P. Specifically, in Figure 8E, the window W3 is marked "X" in cells C1 and C2 even though the test sample P contains target substance G3. This is because the concentration of reagent R3 in cells C1 and C2 is low, resulting in a low amount of luminescence and preventing the output of the photodetector 33 from exceeding the threshold. In other words, in cells C1 and C2, the concentration of reagent R3 is low relative to the amount of target substance G3 contained in the test sample P, and the amount of luminescence is low and dependent on the amount of reagent R3. As the amount of reagent R3 increases, the amount of luminescence also increases, and in cells C3 and C4, the output of the photodetector 33 exceeds the threshold.
ここで、試薬R3の量を次第に増加させていくと、いずれは標的物質G3の量に対して試薬R3の量が十分となり、更に試薬R3の量を増加させても発光量は増加しなくなる。即ち、特定機能143は、試薬R3の量について、発光量が飽和する値を求めることができる。また、当該発光量が飽和する値は、被検試料Pに含まれる標的物質G3の量に依存する。 Here, if the amount of reagent R3 is gradually increased, eventually the amount of reagent R3 will be sufficient for the amount of target substance G3, and further increases in the amount of reagent R3 will no longer increase the amount of luminescence. In other words, the identification function 143 can determine the value at which the amount of luminescence saturates for the amount of reagent R3. Furthermore, the value at which the amount of luminescence saturates depends on the amount of target substance G3 contained in the test sample P.
例えば、光検出器33がMSIカメラである場合、検出機能142は、MSIカメラにセルC1~C4を含む画像を撮影させる。ここで、MSIカメラは、光の波長を複数の波長帯に分割し、波長帯ごとの画像を取得する。例えば、MSIカメラは、ウィンドウW1~W4の4つの波長帯のそれぞれについての2次元画像を取得する。また、検出機能142は、MSIカメラにより得られた2次元画像を解析して、各セルの発光量を求める。例えば、検出機能142は、MSIカメラにより得られた波長帯ごとの2次元画像に対して、セルC1~C4のそれぞれに対応する関心領域を設定し、当該関心領域内の信号強度に基づいて各セルの発光量を求める。例えば、検出機能142は、MSIカメラにより得られたウィンドウW3の2次元画像に対して設定された、セルC3に相当する関心領域内の信号強度に基づいて、セルC3におけるウィンドウW3の波長帯の発光量を求めることができる。 For example, if the photodetector 33 is an MSI camera, the detection function 142 causes the MSI camera to capture an image including cells C1 to C4. Here, the MSI camera divides the wavelength of light into multiple wavelength bands and acquires an image for each wavelength band. For example, the MSI camera acquires two-dimensional images for each of the four wavelength bands of windows W1 to W4. The detection function 142 also analyzes the two-dimensional images acquired by the MSI camera to determine the amount of light emitted by each cell. For example, the detection function 142 sets regions of interest corresponding to cells C1 to C4 in the two-dimensional images for each wavelength band acquired by the MSI camera, and determines the amount of light emitted by each cell based on the signal intensity within the regions of interest. For example, the detection function 142 can determine the amount of light emitted in the wavelength band of window W3 in cell C3 based on the signal intensity within a region of interest corresponding to cell C3, which is set in the two-dimensional image of window W3 acquired by the MSI camera.
例えば、図8Eにおいて、セルC3とセルC4とでウィンドウW3の波長帯の発光量が変わらない場合、特定機能143は、1.5%で発光量が飽和したと判定することができる。そして、特定機能143は、発光量が飽和する値に応じて、被検試料Pに含まれる標的物質G3の量又は濃度を算出することができる。即ち、特定機能143は、蛍光が検出された波長帯W3における、試薬の濃度ごとの発光量に基づいて、被検試料Pに含まれる標的物質G3の量又は濃度を算出することができる。 For example, in Figure 8E, if the amount of light emitted in the wavelength band of window W3 does not change between cell C3 and cell C4, the identification function 143 can determine that the amount of light emitted has saturated at 1.5%. The identification function 143 can then calculate the amount or concentration of target substance G3 contained in the test sample P based on the value at which the amount of light emitted saturates. In other words, the identification function 143 can calculate the amount or concentration of target substance G3 contained in the test sample P based on the amount of light emitted for each reagent concentration in wavelength band W3 in which fluorescence was detected.
(第3の実施形態)
さて、これまで第1~第2の実施形態について説明したが、上述した実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。
(Third embodiment)
Although the first and second embodiments have been described above, the present invention may be embodied in various different forms other than the above-described embodiments.
例えば、上述した実施形態では、標的物質と検出用物質とは特異的に結合するものとして説明した。しかしながら、標的物質及び検出用物質の選択によっては、特異的な結合とともに非特異的な結合が生じる場合がある。そこで、特定機能143は、非特異的な結合を考慮して、標準物質の特定を行なってもよい。 For example, in the above-described embodiment, the target substance and the detection substance are described as specifically binding to each other. However, depending on the selection of the target substance and the detection substance, non-specific binding may occur along with specific binding. Therefore, the identification function 143 may identify the standard substance while taking non-specific binding into consideration.
以下、非特異的な結合を考慮した標準物質の特定処理について、図9を用いて説明する。図9は、第3の実施形態に係る蛍光検出結果の一例を示す図である。図9においては、標的物質G3と標的物質G4とで構造が似ており、標的物質G4に対して、抗体B4が特異的に結合するのみならず、抗体B3も非特異的に結合するものとして説明する。 The process of identifying a reference substance that takes non-specific binding into consideration will be explained below with reference to Figure 9. Figure 9 shows an example of a fluorescence detection result according to the third embodiment. In Figure 9, target substances G3 and G4 have similar structures, and the explanation will be given assuming that not only does antibody B4 specifically bind to target substance G4, but antibody B3 also binds non-specifically.
図9は、被検試料Pに標的物質G4が含まれている場合において、図3に示した試薬を用いて蛍光の検出を行なった結果を示す。即ち、図9においては、抗体B4が標的物質G4と特異的に結合することによって、蛍光色素F4から放射される蛍光が検出され、ウィンドウW4において光検出器33の出力が高くなっている。また、図9においては、抗体B3が標的物質G4と非特異的に結合することによって、蛍光色素F3から放射される蛍光も検出され、ウィンドウW4には及ばないものの、ウィンドウW3においても光検出器33の出力が高くなっている。 Figure 9 shows the results of fluorescence detection using the reagent shown in Figure 3 when the test sample P contains target substance G4. That is, in Figure 9, antibody B4 specifically binds to target substance G4, causing fluorescence emitted from fluorescent dye F4 to be detected, and the output of photodetector 33 is high in window W4. Also in Figure 9, antibody B3 nonspecifically binds to target substance G4, causing fluorescence emitted from fluorescent dye F3 to be detected, and the output of photodetector 33 is also high in window W3, although not as high as in window W4.
かかる場合、特定機能143は、蛍光の検出結果を示すスペクトラムに基づいて、被検試料Pに含まれる標的物質を特定する。例えば、特定機能143は、図9の下図に示す検出器の出力波形に基づいて、混合試料において標的物質と特異的に結合している検出用物質、及び、標的物質と非特異的に結合している検出用物質をそれぞれ特定することにより、被検試料Pに含まれる標的物質を特定する。即ち、特定機能143は、ウィンドウW3及びウィンドウW4の双方で蛍光が検出されているものの、抗体B3は非特異結合で抗体B4は特異結合であり、被検試料Pに含まれるのは標的物質G4であると判定する。 In such a case, the identification function 143 identifies the target substance contained in the test sample P based on the spectrum indicating the fluorescence detection results. For example, the identification function 143 identifies the detection substance that specifically binds to the target substance in the mixed sample and the detection substance that non-specifically binds to the target substance based on the detector output waveform shown in the lower diagram of Figure 9, thereby identifying the target substance contained in the test sample P. In other words, although fluorescence is detected in both window W3 and window W4, the identification function 143 determines that antibody B3 binds non-specifically and antibody B4 binds specifically, and that the target substance contained in the test sample P is target substance G4.
一例を挙げると、検出器の出力波形と標的物質とを対応付けた対応テーブルが事前に生成され、メモリ11に格納される。この場合、特定機能143は、蛍光の検出結果を示すスペクトラムを対応テーブルと比較することで、被検試料Pに含まれる標的物質を特定することができる。 For example, a correspondence table that associates the detector output waveform with the target substance is generated in advance and stored in memory 11. In this case, the identification function 143 can identify the target substance contained in the test sample P by comparing the spectrum indicating the fluorescence detection results with the correspondence table.
別の例を挙げると、特定機能143は、機械学習の手法によって、被検試料Pに含まれる標的物質を特定することができる。例えば、既知の標的物質を用いて検査を実行することにより、既知の標的物質と、蛍光の検出結果を示すスペクトラムとの組み合わせを多数取得することができる。また、蛍光の検出結果を示すスペクトラムを入力側データとし、既知の標的物質を出力側データとして、ニューラルネットワーク等の機械学習アルゴリズムを学習させ、学習済みモデルを取得することができる。かかる学習済みモデルは、蛍光の検出結果を示すスペクトラムの入力を受け付けて、被検試料Pに含まれる標的物質を特定するように機能付けられる。 As another example, the identification function 143 can identify target substances contained in the test sample P using machine learning techniques. For example, by performing a test using a known target substance, it is possible to obtain a large number of combinations of known target substances and spectra showing fluorescence detection results. Furthermore, a machine learning algorithm such as a neural network can be trained using the spectrum showing fluorescence detection results as input data and the known target substance as output data to obtain a trained model. Such a trained model is configured to accept input of a spectrum showing fluorescence detection results and identify the target substance contained in the test sample P.
また、光検出器33がMSIカメラである場合について説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、光検出器33は、蛍光を分光することで各波長帯の蛍光を検出する装置であってもよい。一例を挙げると、光検出器33は、グレーティング(回折格子)やプリズム等の分光装置と、分光された蛍光を受光するCCD(電荷結合素子)等の受光装置とを有する。この場合、分光装置に入射した蛍光は、波長に応じて分光され、複数の位置に設けられた受光装置のいずれかに照射される。そして、検出機能142は、いずれの受光装置が受光したかに応じて、波長帯ごとの蛍光を検出することができる。その他、検出機能142は、波長帯ごとの蛍光を種々の手法で検出することができる。例えば、検出機能142は、二次抗体やマイクロアレイを使用した既知の手法によって、波長帯ごとの蛍光を検出することができる。 Although the photodetector 33 has been described as an MSI camera, the embodiment is not limited to this. For example, the photodetector 33 may be a device that detects fluorescence in each wavelength band by spectrally separating the fluorescence. For example, the photodetector 33 includes a spectral device such as a grating (diffraction grating) or a prism, and a light-receiving device such as a CCD (charge-coupled device) that receives the dispersed fluorescence. In this case, the fluorescence incident on the spectral device is spectrally separated according to wavelength and irradiated onto one of the light-receiving devices installed in multiple positions. The detection function 142 can then detect the fluorescence in each wavelength band depending on which light-receiving device receives the light. Additionally, the detection function 142 can detect the fluorescence in each wavelength band using various techniques. For example, the detection function 142 can detect the fluorescence in each wavelength band using known techniques that use secondary antibodies or microarrays.
また、図3では10種類、図8Bでは6種類の標的物質を検出する場合について説明したが、検出する標的物質の数については任意に変更が可能である。また、複数種類の標的物質を検出する場合に限らず、検出対象の標的物質は1種類であってもよい。例えば、特定機能143は、複数の波長帯において蛍光が検出されたことを条件として、1つの標的物質の有無を判定してもよい。 Although Figure 3 illustrates the detection of 10 types of target substances and Figure 8B illustrates the detection of 6 types of target substances, the number of target substances to be detected can be changed as desired. Furthermore, detection is not limited to cases where multiple types of target substances are detected; the target substance to be detected may be one type. For example, the identification function 143 may determine the presence or absence of one target substance on the condition that fluorescence is detected in multiple wavelength bands.
上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、CPU、GPU(Graphics Processing Unit)、特定用途向け集積回路(Application Specific Integrated Circuit:ASIC)、プログラマブル論理デバイス(例えば、単純プログラマブル論理デバイス(Simple Programmable Logic Device:SPLD)、複合プログラマブル論理デバイス(Complex Programmable Logic Device:CPLD)、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ(Field Programmable Gate Array:FPGA))等の回路を意味する。プロセッサが例えばCPUである場合、プロセッサは記憶回路に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。一方、プロセッサが例えばASICである場合、記憶回路にプログラムを保存する代わりに、当該機能がプロセッサの回路内に論理回路として直接組み込まれる。なお、実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて1つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。さらに、各図における複数の構成要素を1つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。 The term "processor" used in the above description refers to circuits such as a CPU, a GPU (Graphics Processing Unit), an Application Specific Integrated Circuit (ASIC), a programmable logic device (e.g., a Simple Programmable Logic Device (SPLD), a Complex Programmable Logic Device (CPLD), and a Field Programmable Gate Array (FPGA)). When the processor is, for example, a CPU, the processor realizes its functions by reading and executing programs stored in a memory circuit. On the other hand, if the processor is, for example, an ASIC, instead of storing the program in a memory circuit, the function is directly incorporated into the processor circuit as a logic circuit. Note that each processor in the embodiments is not limited to being configured as a single circuit, but may be configured as a single processor by combining multiple independent circuits to realize its function. Furthermore, multiple components in each diagram may be integrated into a single processor to realize its function.
また、図1においては、単一のメモリ11が処理回路14の各処理機能に対応するプログラムを記憶するものとして説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、複数のメモリ11を分散して配置し、処理回路14は、個別のメモリ11から対応するプログラムを読み出す構成としても構わない。また、メモリ11にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。 Furthermore, in FIG. 1, a single memory 11 is described as storing programs corresponding to each processing function of the processing circuit 14. However, the embodiment is not limited to this. For example, multiple memories 11 may be distributed and the processing circuit 14 may read corresponding programs from individual memories 11. Furthermore, instead of storing programs in memory 11, the programs may be directly embedded in the processor circuitry. In this case, the processor realizes the functions by reading and executing the programs embedded in the circuitry.
上述した実施形態に係る各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。即ち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。更に、各装置にて行われる各処理機能は、その全部又は任意の一部が、CPU及び当該CPUにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現されうる。 The components of each device according to the above-described embodiments are conceptual and functional, and do not necessarily need to be physically configured as shown in the illustrations. In other words, the specific form of distribution and integration of each device is not limited to that shown, and all or part of the devices can be functionally or physically distributed and integrated in any unit depending on various loads and usage conditions. Furthermore, all or any part of the processing functions performed by each device can be realized by a CPU and a program analyzed and executed by the CPU, or can be realized as hardware using wired logic.
また、上述した実施形態で説明した検査方法は、予め用意されたプログラムをパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することによって実現することができる。このプログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することができる。また、このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク(FD)、CD-ROM、MO、DVD等のコンピュータで読み取り可能な非一過性の記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。 The inspection method described in the above-mentioned embodiments can be realized by executing a pre-prepared program on a computer such as a personal computer or workstation. This program can be distributed via a network such as the Internet. This program can also be recorded on a non-transitory computer-readable recording medium such as a hard disk, flexible disk (FD), CD-ROM, MO, or DVD, and executed by being read from the recording medium by a computer.
以上説明した少なくとも1つの実施形態によれば、複数種類の標的物質を精度良く同時検出することができる。 At least one of the embodiments described above makes it possible to simultaneously detect multiple types of target substances with high accuracy.
いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、実施形態同士の組み合わせを行なうことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 While several embodiments have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments may be embodied in a variety of other forms, and various omissions, substitutions, modifications, and combinations of embodiments may be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their variations are included within the scope and spirit of the invention, as well as within the scope of the invention and its equivalents as set forth in the claims.
1 検査装置
10 コンソール装置
14 処理回路
141 制御機能
142 検出機能
143 特定機能
144 出力機能
1 Inspection device 10 Console device 14 Processing circuit 141 Control function 142 Detection function 143 Identification function 144 Output function
Claims (8)
前記蛍光が検出された複数の波長帯の組み合わせに基づいて、前記試料に含まれる前記標的物質を特定する特定部と
を備え、
前記検出部は、マルチスペクトルイメージングによって、空間方向の2軸を有する2次元画像を複数の波長帯のそれぞれについて取得し、前記波長帯ごとの2次元画像に対して設定された複数の領域のそれぞれについて、前記蛍光を波長帯ごとに検出し、
前記特定部は、前記複数の領域のそれぞれについて前記標的物質を特定する、検査装置。 a detection unit for detecting, for each wavelength band, fluorescence emitted from a mixed sample obtained by mixing a sample with a reagent containing multiple combinations of a detection substance that specifically binds to a specific target substance and a fluorescent dye;
an identification unit that identifies the target substance contained in the sample based on a combination of a plurality of wavelength bands in which the fluorescence is detected,
the detection unit acquires, by multispectral imaging , a two-dimensional image having two axes in spatial directions for each of a plurality of wavelength bands , and detects the fluorescence for each wavelength band for each of a plurality of regions set in the two-dimensional image for each of the wavelength bands;
The identification unit identifies the target substance for each of the plurality of regions.
前記特定部は、前記対応関係のデータを用いて前記標的物質を特定する、請求項1~5のいずれか一項に記載の検査装置。 a storage unit that stores data on a correspondence relationship between the target substance and the type of the detection substance or wavelength information to be detected, in which a plurality of detection substances or wavelength information are associated with at least one target substance as the correspondence relationship data;
6. The inspection device according to claim 1, wherein the identifying unit identifies the target substance using the correspondence data.
前記特定部は、更に、前記蛍光が検出された波長帯における、前記試薬の濃度ごとの発光量に基づいて、前記試料に含まれる前記標的物質の量又は濃度を算出する、請求項1~6のいずれか一項に記載の検査装置。 the detection unit detects fluorescence emitted from a plurality of mixed samples in which the concentrations of the reagent are varied, for each wavelength band and for each concentration of the reagent;
7. The testing device according to claim 1, wherein the identification unit further calculates the amount or concentration of the target substance contained in the sample based on the amount of light emitted for each concentration of the reagent in the wavelength band in which the fluorescence is detected.
前記蛍光が検出された複数の波長帯の組み合わせに基づいて、前記試料に含まれる前記標的物質を特定する
ことを含み、
マルチスペクトルイメージングによって、空間方向の2軸を有する2次元画像を複数の波長帯のそれぞれについて取得し、前記波長帯ごとの2次元画像に対して設定された複数の領域のそれぞれについて、前記蛍光を波長帯ごとに検出し、
前記複数の領域のそれぞれについて前記標的物質を特定する、検査方法。 A reagent containing multiple combinations of a detection substance and a fluorescent dye that specifically binds to a specific target substance is mixed with the sample, and the fluorescence emitted from the mixed sample is detected for each wavelength band;
identifying the target substance contained in the sample based on a combination of a plurality of wavelength bands in which the fluorescence is detected;
By multispectral imaging , a two-dimensional image having two axes in the spatial direction is acquired for each of a plurality of wavelength bands , and the fluorescence is detected for each wavelength band in each of a plurality of regions set in the two-dimensional image for each of the wavelength bands;
An inspection method, comprising identifying the target substance for each of the plurality of regions.
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